Question

【题目】某研究小组探究电解FeCl2溶液的电极反应产物

（1）配制1molL-1FeCl2溶液，测得pH=4.91，原因______（用离子方程式表示）。从化合价角度分析， Fe2+具有________。

（2）该小组同学预测电解FeCl2溶液两极的现象：阳极有黄绿色气体产生，阴极有无色气体产生。

该小组同学用右图装置电解1molL-1FeCl2溶液：

①取少量银灰色固体洗涤后，加稀H2SO4有气泡产生，再向溶液中加入________（试剂和现象），证明该固体为Fe。

②该小组同学进一步分析红褐色固体产生的原因，甲同学认为________；乙同学认为2Cl- - 2e- = Cl2↑，Cl2可氧化Fe2+最终生成Fe（OH）3 。

为证实结论，设计方案如下：用实验Ⅰ的装置和1.5v 电压，电解酸化（pH=4.91）的_______，通电5分钟后，阳极无明显现象，证实乙同学的推论不正确。丙同学认为仍不严谨，原因是产生的气体溶于水，继续实验________（操作和现象），进一步证实了乙同学的推论不正确。

（3）该小组同学进一步探究电解1molL-1FeCl2溶液电极产物的影响因素。

实验	条件		操作及现象
	电压	pH	阳极	阴极
Ⅰ	1.5v	4.91	无气泡产生，溶液逐渐变浑浊，5分钟后电极表面析出红褐色固体	无气泡产生，4分钟后电极表面有银灰色金属状固体附着
Ⅱ	1.5v	2.38	无气泡产生，溶液出现少量浑浊，滴加KSCN溶液变红色	无气泡产生，电极表面有银灰色金属状固体附着
Ⅲ	1.5v	1.00	无气泡产生，溶液无浑浊现象，滴加KSCN溶液变红色	有气泡产生，无固体附着
Ⅳ	3.0v	4.91	无气泡产生，溶液逐渐变浑浊，3分钟后电极表面有红褐色固体产生	极少量气泡产生，1分钟出现镀层金属
Ⅴ	6.0v	4.91	有气泡产生，遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。溶液逐渐变浑浊	大量气泡产生，迅速出现镀层金属

①对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以得出结论：

阳极Fe2+放电时，酸性较强主要生成Fe3+； 酸性较弱主要生成Fe（OH）3 。阴极________。

②对比实验Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ可以得出结论：

增大电压，不仅可以改变离子的放电能力，也可以________。

（4）综合分析上述实验，电解过程中电极反应的产物与________有关 。

Answer 1

【答案】 Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+ 氧化性和还原性 K3[Fe(CN)6] 溶液、蓝色沉淀 Fe2+-e- = Fe3+，最终生成Fe(OH)3 2mol·L-1 NaCl（或KCl）溶液 取阳极附近溶液，加入淀粉KI溶液后，溶液不变蓝 酸性较强时，H+放电，酸性较弱时，Fe2+放电 改变电极反应的速率 电解质溶液的酸碱性、电源电压

【解析】本题考查实验方案设计与评价，（1）FeCl2属于强酸弱碱盐，Fe2＋发生水解反应，其原因是Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+ ；Fe2＋处于中间价态，既具有氧化性又具有还原性；（2）①铁与硫酸反应生成Fe2＋，证明固体为Fe，需要验证溶液中存在Fe2＋，即需要加入K3[Fe(CN)6] 溶液，溶液中出现蓝色沉淀，证明固体为铁单质；②Fe2＋具有还原性，发生Fe2＋－e－=Fe3＋。阴极上发生2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，Fe3＋与OH－反应生成Fe(OH)3；需要做对比实验，产生的Cl2不与电解质中的离子发生反应，即电解酸化的2mol·L－1的NaCl或KCl；氯气溶于水后，得到氯水，具有强氧化性，因此需要取阳极附近溶液，加入淀粉KI溶液后，溶液不变蓝，证实了乙同学的推论不正确；（3）①根据实验I、II、III，酸性较强时，有气泡产生，无固体附着，说明放电的是H＋，酸性较弱时，无气泡冒出，有金属状固体附着，说明Fe2＋放电；②根据I、IV、V实验，各电极现象，增大电压，不仅可以改变离子的放电顺序，也可以改变电极的反应速率；（4）综上所述，电极反应的产物与电解质溶液的酸碱性、电源电压有关。